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弗劳恩霍夫研究所提出新逆变器设计 有望将电动汽车的续航里程提升6%

盖世汽车 Elisha 2021-05-15 10:33:06

盖世汽车讯 谈到提升电动汽车的续航里程,人们首先想到的是电池技术。实际上,传动系统也起着举足轻重的作用,比如可将电池中的直流电转变成电机中使用的交流电的逆变器。

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(图片来源:弗劳恩霍夫研究所)

据外媒报道,德国弗劳恩霍夫可靠性和微集成研究所(Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration)的专家,提出一种新的功率逆变器设计,其工作效率更高,预计可将电动汽车的续航里程提升6%。

在车辆行驶过程中,作为电池和电机之间的中间媒介,功率逆变器及其晶体管需要处理大电流,这会导致它们温度升高。为了解决这一问题,电动汽车中的功率逆变器采用固态冷却元件,其特征是将导管置于水中,引导热量消散。该研究所科学家的重点研究即为这些冷却元件。

科学家们一直在开发先进的晶体管,以用于由碳化硅半导体制成的逆变器。在电动汽车运行时,这些晶体管的功率损耗较少。该团队利用3D打印技术,为这些高级晶体管设计壁厚更薄的冷却元件,并将晶体管置于仅几毫米厚的薄金属板上。这些冷却元件不会影响碳化硅半导体所提供的功率增益。

基于这种设计,晶体管更加接近冷却水,从而提升冷却效果。冷却导管可以同时作为支撑金属板的结构组件。由于金属板非常薄,所以变形程度很低,在逆变器升温和冷却时,可以吸收应力。另外,通过柔软的细铜线,使SiC晶体管与电子系统其他部分相连接,而不是坚硬的铜导电带(copper track),可以在运行时进一步减少应力。

项目负责人Eugen Erhardt表示:“通过这种方式来优化传动系统,预计最终可将电动汽车的续航里程提升6%。”但是,要使其转化为量产车辆中使用的功能组件,还有很长的路要走。

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